中华人民共和国国家标准
GB/T 35378-2017
Testingmethods for tensile mechanical properties of plant short individual fibers
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本标准由国家林业局提出.
本标准由全国竹滕标准化技术委员会(SAC/TC263)归口.
本标准起草单位:国际竹藤中心、浙江省林业科学研究院、北京林业大学、国家纤维纺织服装产品质量监督检验中心、上海中晨数字技术设备有限公司等.
本标准主要起草人:王戈、程海涛、余雁、张文福、张双保、孔丽萍、秦言华、陈鲁铁.
引言
植物纤维自身的力学性能对其增强的复合材料宏观力学性能有直接的影响.由于植物纤维形态、结构和化学组成的复杂性和变异性,对其进行力学性能表征实验难度较大,特别是部分重要的植物短纤维,如木、竹等纤维,其单根纤维尺寸微小,长度一般在1.2mm~5.0mm之间,直径在10pm~ 50pm之间,传统的长纤维拉伸测试技术难以实施.
自20世纪90年代以来,国内外的有关研究人员发展了"V型槽纤维夹持技术"和相应测试设备,较好的解决了植物短纤维拉伸力学性能测试中的的纤维夹持、取向调节和纤维细胞壁面积测量等关键技术难题,然面,利用该技术进行测试时易受仅器、环境、方法、样品以及试验人员等诸多因素的影响,往往导致结果的可重复性和可比性较差.因此,追切需要通过标准化来规范植物单根短纤维拉伸力学性能 试验方法.
植物单根短纤维拉伸力学性能测试方法
1范围
本标准规定了植物单根短纤维拉伸力学性能的原理、试验设备、试样制备和测试方法.其他长度的植物单根纤维的拉伸力学性能也可参照本标准测定. 本标准适用于长度1.2mm~5.0mm植物单根短纤维(如竹、木、滕和黄麻、亚麻等麻纤维)的测定.
2规范性引用文件
件,凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件. 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法
3术语和定义
GB/T3291.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1拉伸应力tensile stress 拉伸载荷与纤维实体横截面(不含纤维中空部分)面积之比.
3.2拉伸强度tensile strength试样拉伸断裂时所承受的最大应力.
3.3拉伸应变tensile strain在拉伸载荷的作用下试样在跨距范围内的长度变化与其初始长度之比.
3.4拉伸弹性模量modulus ofelasticity in tension 试样在弹性范围内拉伸应力与拉钟应变之比.
3.5应力-应变曲线stress-strain diagram以应变为横坐标,应力为纵坐标绘制的关系图,
3.6 断裂伸长率elongation rate atbreak在拉伸载荷作用下,试样在出现断裂时的位移伸长量与跨距的比值.
3.7干断裂载荷air-dried breaking load
在气干状态下,试样受外力作用达到断裂时所能承受的最大载荷.
GB/T 35378-2017
湿断裂载荷wettingbreakingload
在浸水状态下,试样受外力作用达到断裂时所能承受的最大载荷.
4原理
采用V型槽夹持纤维方式进行测试(参见附录A的图A.1).在单根植物纤维两端形成直径约200μm的胶黏剂树脂微球,将制作好的纤维试样装载到有特殊纤维夹持装置的高精度力学测试设备上,沿纤维轴向匀速施加拉力至断裂,截取断裂附近处的纤维段测量横截面积,绘制应力-应变曲线,由此得到纤维的拉伸强度、拉神弹性模量、断裂伸长率等拉钟力学性能指标.
5试验设备
5.1植物短纤维力学测试装置
测试装置应满足以下要求:
a)计算机控制,能自动记录拉伸位移和拉伸载荷:载荷测量精度0.1mN,位移测量精度0.1μm,示值误差1.0%,b)配备有图A.2所述或具有类似功能的纤维夹持装置,可夹持纤维两端的胶黏剂树脂微球,具有取向微调功能,保证施加载荷沿着纤维轴向拉伸.夹具应由高刚度的材料制造.c)最低拉伸速度不大于0.05mm/min.
5.2植物单根纤维横截面面积测试装置
5.2.1激光共聚焦显微镜
配备多种波长的激光器,断层扫描范围大于50μm.Z轴分辨率高于10nm.
5.2.2光学显微镜
配备多种倍率目镜和物镜,故大倍率高于40倍.
5.2.3扫描电子显微镜
放大倍数高于40倍,分辨率高于10nm.
6实验室条件
测试环境应保持温度和相对湿度稳定,温度(20土2)℃,相对湿度(65土5)%.若测试环境不能满足这种条件时应在试验报告中记录当时的温湿度条件.
7试样制备
7.1将植物单根纤维平衡至含水率为8%~10%.7.2在显微镜下选取无明显瑕疵的植物单根纤维横跨在有机玻璃板的狭缝上.狭缝的宽度由测试纤维长度而定,一般约为2mm,较长的纤维可以使用较宽的狭缝,狭缝的两侧需提前贴好透明双面胶.7.3使用超精细镊子或其他类似工具在纤维两端滴加形成直径约为200μm的胶黏剂树脂微球.待其
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